JPH11142617A - ブラックマトリックス用ブランクスおよび液晶ディスプレイ用カラーフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 透明基板面側の反射率が低く、クロムを主成
分としないブラックマトリックス用ブランクスと、高品
質の画像表示を可能とする液晶ディスプレイ用カラーフ
ィルタを提供する。 【解決手段】 透明基板の一方の面に、ニッケルおよび
／またはコバルトを主成分とする化合物ないし混合物か
らなる半透明性を有する膜である第１反射防止膜３と第
２反射防止膜４をこの順に積層し、第２反射防止膜４上
に、ニッケルおよび／またはコバルトを主成分とする化
合物ないし混合物からなる遮光膜５を形成し、透明基板
２の屈折率ｎｓ、第１反射防止膜３の複素屈折率の実数
部ｎ１、第２反射防止膜４の複素屈折率の実数部ｎ２、
遮光膜５の複素屈折率の実数部ｎ３がほぼ可視光全領域
でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３となるようにしてブラックマ
トリックス用ブランクス１とし、このブランクスを用い
て形成した液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラックマトリック
ス用ブランクスと、これを用いた液晶ディスプレイ用カ
ラーフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレーとして、モ
ノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイが注目されて
いる。液晶ディスプレイには、３原色の制御を行うため
にアクティブマトリックス方式および単純マトリックス
方式とがあり、いずれの方式においてもカラーフィルタ
が用いられている。そして、カラーの液晶ディスプレイ
は構成画素部を３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とし、液晶の電気
的スイッチングにより３原色の各光の透過を制御してカ
ラー表示を行うものである。

【０００３】液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、
透明基板上に各着色パターンと透明電極膜を形成して構
成されている。そして、発色効果や表示コントラストを
上げるために、着色パターンのＲ，Ｇ，Ｂの各画素の境
界部分に遮光膜（ブラックマトリックス）が形成され
る。また、アクティブマトリックス方式の液晶ディスプ
レイでは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング
素子として用いているため、光リーク電流を抑制する必
要がある。このため、ブラックマトリックスに対してよ
り高い遮光性が要求される。

【０００４】従来、ブラックマトリックスとしては、ク
ロム薄膜をフォトエッチングしてレリーフ形成したも
の、親水性樹脂レリーフを染色したもの、黒色顔料を分
散した感光液を用いてレリーフ形成したもの、黒色電着
塗料を電着して形成したもの、印刷により形成したもの
等がある。

【０００５】上述のクロム薄膜からなるブラックマトリ
ックスは、通常、透明基板上にクロム薄膜（遮光膜）を
設けたブランクスにレジストパターンを形成してエッチ
ング加工することにより作製される。そして、液晶ディ
スプレイのさらなる表示品質の向上の要求に伴い、液晶
ディスプレイの視認性をより向上させるために、ブラッ
クマトリックスに対して遮光性とともに透明基板面側の
反射率低減が求められている。これに対応するものとし
て、透明基板とクロム薄膜（遮光膜）との間に酸化クロ
ム等の反射防止膜を介在させたブランクスが提案されて
いる（特開昭６１−３９０２４号公報等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成のブランクスを使用して作製したブラックマトリッ
クスでは、可視光領域全域における透明基板面側の反射
率を低いレベル（例えば、１０％以下）にまで低減でき
ず、また、反射防止膜が可視光領域内の特定波長に反射
率の極小値をもつため、反射防止膜の微妙な膜厚の変化
により各波長での反射率が変化しやすく、ひいては反射
色の色調の変化を生じるという問題があった。

【０００７】また、従来のブランクスでは遮光膜として
クロム薄膜を使用しているため、フォトエッチングの廃
液に混入する６価クロムの処理施設が必要であり、工程
管理が煩雑であるとともに製造コストの低減に支障を来
すという問題があった。

【０００８】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、透明基板面側の反射率が低く、かつ、ク
ロムを主成分としないブラックマトリックス用ブランク
スと、高品質の画像表示を可能とする液晶ディスプレイ
用カラーフィルタを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のブラックマトリックス用ブランクス
は、透明基板と、該透明基板の一方の面に順次積層され
た第１反射防止膜、第２反射防止膜および遮光膜とを少
なくとも備え、前記第１反射防止膜および第２反射防止
膜はニッケルおよび／またはコバルトを主成分とする化
合物ないし混合物からなる半透明性を有する膜であり、
前記遮光膜はニッケルおよび／またはコバルトを主成分
とする化合物ないし混合物からなる遮光性を有する膜で
あり、前記透明基板の屈折率ｎｓ、前記第１反射防止膜
の複素屈折率の実数部ｎ１、前記第２反射防止膜の複素
屈折率の実数部ｎ２、前記遮光膜の複素屈折率の実数部
ｎ３が、ほぼ可視光全領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３な
る関係を有するような構成とした。

【００１０】また、本発明のブラックマトリックス用ブ
ランクスは、上記のニッケルを主成分とする化合物ない
し混合物が、第２元素としてモリブデン，タングステ
ン，銅，アルミニウム，タンタル，ジルコニウム，コバ
ルトからなる群から選ばれた１種以上の元素を原子百分
率０〜４０％の範囲内で含有し、第３元素としてチタン
を原子百分率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２
元素と第３元素の少なくとも１種を必ず含有するもので
あり、上記のコバルトを主成分とする化合物ないし混合
物が、第２元素としてモリブデン，タングステン，銅，
アルミニウム，タンタル，ジルコニウム，ニッケルから
なる群から選ばれた１種以上の元素を原子百分率０〜４
０％の範囲内で含有し、第３元素としてチタンを原子百
分率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２元素と第
３元素の少なくとも１種を必ず含有するものであり、上
記のニッケルおよびコバルトを主成分とする化合物ない
し混合物が、第２元素としてモリブデン，タングステ
ン，銅，アルミニウム，タンタル，ジルコニウムからな
る群から選ばれた１種以上の元素を原子百分率０〜４０
％の範囲内で含有し、第３元素としてチタンを原子百分
率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２元素と第３
元素の少なくとも１種を必ず含有するものであるような
構成とした。

【００１１】また、本発明のブラックマトリックス用ブ
ランクスは、可視光領域の少なくとも波長４００〜７０
０ｎｍの領域で上記ｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が
成立するような構成とした。

【００１２】また、本発明のブラックマトリックス用ブ
ランクスは、前記第１反射防止膜が、ニッケルおよび／
またはコバルトを主成分とする化合物ないし混合物を原
子百分率３０〜５０％の範囲で含有するとともに、さら
に、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素
の各組み合わせからなる群から選ばれた１組の元素を含
有し、前記第２反射防止膜が、ニッケルおよび／または
コバルトを主成分とする化合物ないし混合物を原子百分
率４５〜６５％の範囲で含有するとともに、さらに、酸
素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素の各組
み合わせからなる群から選ばれた１組の元素を含有する
ような構成とした。

【００１３】さらに、本発明のブラックマトリックス用
ブランクスは、前記遮光膜が、ニッケルおよび／または
コバルトを主成分とする化合物ないし混合物を原子百分
率６０〜１００％の範囲で含有するとともに、さらに、
酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素の各
組み合わせからなる群から選ばれた１組の元素を含有す
るような構成とした。

【００１４】本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィル
タは、上記のようなブラックマトリックス用ブランクス
を用いて形成したブラックマトリックス基板を使用して
着色パターンおよび透明電極膜を設けたような構成とし
た。

【００１５】上記のような本発明では、ほぼ可視光全領
域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係を有する透明基
板、第１反射防止膜、第２反射防止膜、および、遮光膜
によって、透明基板側からの反射率が低いものとされ、
また、第１反射防止膜、第２反射防止膜、および、遮光
膜はいずれもクロムを主成分としていなので、ブラック
マトリックス形成時のエッチング工程で生じた廃液中の
クロム処理を不要とすることができ、本発明のブランク
スを使用して作製されたブラックマトリックスを備える
液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、視認性が極めて
良好なものとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。ブラックマトリックス用ブランクス 図１は、本発明のブラックマトリックス用ブランクスの
一例を示す概略断面図である。図１において、ブラック
マトリックス用ブランクス１は、透明基板２と、この透
明基板２の一方の面に積層された第１反射防止膜３、第
２反射防止膜４および遮光膜５を備えるものである。そ
して、透明基板２の屈折率ｎｓ、第１反射防止膜３の複
素屈折率の実数部ｎ１、第２反射防止膜４の複素屈折率
の実数部ｎ２、遮光膜５の複素屈折率の実数部ｎ３の間
に、ほぼ可視光全領域で、少なくとも波長４００〜７０
０ｎｍの領域で、ｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成
立するものである。

【００１７】ブラックマトリックス用ブランクス１を構
成する透明基板２としては、石英ガラス、低膨張ガラ
ス、ソーダライムガラス等の可撓性のないリジット材、
あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を
有するフレキシブル材等を用いることができる。このな
かで、特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率
の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理にお
ける作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含
まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリ
ックス方式による液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ
に適している。

【００１８】ブラックマトリックス用ブランクス１を構
成する第１反射防止膜３と第２反射防止膜４は、ニッケ
ルおよび／またはコバルトを主成分とする化合物ないし
混合物からなる半透明性を有する膜である。また、ブラ
ックマトリックス用ブランクス１を構成する遮光膜５
は、ニッケルおよび／またはコバルトを主成分とする化
合物ないし混合物からなる遮光性を有する膜である。そ
して、第１反射防止膜３、第２反射防止膜４および遮光
膜５は、実質的にクロムを含有しないものである。

【００１９】より具体的には、ニッケルを主成分とする
化合物ないし混合物として、第１元素のニッケルに加
え、第２元素としてモリブデン，タングステン，銅，ア
ルミニウム，タンタル，ジルコニウム，コバルトからな
る群から選ばれた１種以上の元素を原子百分率０〜４０
％の範囲内で含有し、第３元素としてチタンを原子百分
率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２元素と第３
元素の少なくとも１種を必ず含有するものを挙げること
ができる。

【００２０】また、コバルトを主成分とする化合物ない
し混合物として、第１元素のコバルトに加え、第２元素
としてモリブデン，タングステン，銅，アルミニウム，
タンタル，ジルコニウム，ニッケルからなる群から選ば
れた１種以上の元素を原子百分率０〜４０％の範囲内で
含有し、第３元素としてチタンを原子百分率０〜２０％
の範囲内で含有し、かつ、第２元素と第３元素の少なく
とも１種を必ず含有するものを挙げることができる。

【００２１】さらに、ニッケルおよびコバルトを主成分
とする化合物ないし混合物としては、第１元素のニッケ
ルおよびコバルトに加え、第２元素としてモリブデン，
タングステン，銅，アルミニウム，タンタル，ジルコニ
ウムからなる群から選ばれた１種以上の元素を原子百分
率０〜４０％の範囲内で含有し、第３元素としてチタン
を原子百分率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２
元素と第３元素の少なくとも１種を必ず含有するものを
挙げることができる。

【００２２】上述のようなニッケルおよび／またはコバ
ルトを主成分とする化合物ないし混合物を構成する第２
元素や第３元素は、遮光膜５のウエットエッチングにお
けるエッチングレートを制御することができるものであ
り、第２元素や第３元素の含有量が大きくなるとエッチ
ングレートが低下するが、含有量が上記の範囲を超える
場合、エッチングレートが極めて遅くなり好ましくな
い。

【００２３】このような第１反射防止膜３、第２反射防
止膜４および遮光膜５は、スパッタリング法、蒸着法、
イオンプレーティング法等の公知の成膜手段により、上
記のように第１反射防止膜３の複素屈折率の実数部ｎ
１、第２反射防止膜４の複素屈折率の実数部ｎ２、遮光
膜５の複素屈折率の実数部ｎ３がほぼ可視光全領域でｎ
１＜ｎ２＜ｎ３となるようにして形成することができ
る。また、第１反射防止膜３の厚みは、１００〜６００
Å、好ましくは２００〜４００Åの範囲、第２反射防止
膜４の厚みは、１００〜６００Å、好ましくは２００〜
４００Åの範囲、遮光膜５の厚みは、５００〜１５００
Å、好ましくは８００〜１２００Åの範囲で設定するこ
とができる。

【００２４】このような本発明のブラックマトリックス
用ブランクス１では、上述のように透明基板２の屈折率
ｎｓ、第１反射防止膜３の複素屈折率の実数部ｎ１、第
２反射防止膜４の複素屈折率の実数部ｎ２、遮光膜５の
複素屈折率の実数部ｎ３の間に、ほぼ可視光全領域で、
少なくとも波長４００〜７００ｎｍの領域で、ｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立するので、透明基板側か
ら入射する光の反射率が極めて低いものとなる。

【００２５】本発明のブラックマトリックス用ブランク
スでは、第１反射防止膜３および第２反射防止膜４に、
あるいは、第１反射防止膜３、第２反射防止膜４および
遮光膜５に、酸素を必須として窒素と炭素の任意の組み
合わせからなる元素を含有させてもよい。

【００２６】この場合、具体的には、第１反射防止膜３
を、ニッケルおよび／またはコバルトを主成分とする化
合物ないし混合物が原子百分率３０〜５０％の範囲で含
有され、さらに、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素
と窒素と炭素の各組み合わせからなる群から選ばれた１
組の元素が含有されるものとする。また、第２反射防止
膜４を、ニッケルおよび／またはコバルトを主成分とす
る化合物ないし混合物が原子百分率４５〜６５％の範囲
で含有され、さらに、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、
酸素と窒素と炭素の各組み合わせからなる群から選ばれ
た１組の元素が含有されるものとする。さらに、遮光膜
５を、ニッケルおよび／またはコバルトを主成分とする
化合物ないし混合物が原子百分率６０〜１００％の範囲
で含有され、さらに、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、
酸素と窒素と炭素の各組み合わせからなる群から選ばれ
た１組の元素が含有されるものとする。

【００２７】ニッケルおよび／またはコバルトを主成分
とする化合物ないし混合物は、膜中における原子百分率
が小さいほど膜の透明性が高く、逆に大きいほど膜の遮
光性が高くなる。したがって、上記のようにニッケルお
よび／またはコバルトを主成分とする化合物ないし混合
物の原子百分率が３０〜５０％の範囲内にある第１反射
防止膜３の透明性が最も高く、ニッケルおよび／または
コバルトを主成分とする化合物ないし混合物の原子百分
率が６０〜１００％の範囲内にある遮光膜５の透明性が
最も低い（遮光性が最も高い）ものとなる。

【００２８】上記のように第１反射防止膜３、第２反射
防止膜４、遮光膜５に含有される酸素は、その原子百分
率量が大きくなるにしたがって膜の透明性を高くする。
また、窒素は、その原子百分率量が大きくなるにしたが
って膜の透明性を高くする点では酸素と同様であるが、
酸素と比較するとその効果は小さく、膜の透明性をより
微妙に調整する場合に適している。さらに、炭素は、そ
の原子百分率量が大きくなるにしたがって膜のエッチン
グレートが小さくなる。液晶ディスプレイ用カラーフィルタ 本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、本発明
のブラックマトリックス用ブランクスを用いて形成した
ブラックマトリックス基板を使用して着色パターンおよ
び透明電極膜とを設けたものである。図２は本発明の液
晶ディスプレイ用カラーフィルタの一例を示す概略断面
図である。図２において、液晶ディスプレイ用カラーフ
ィルタ１１は、透明基板１３上にブラックマトリックス
１４を形成したブラックマトリックス基板１２と、この
ブラックマトリックス基板１２のブラックマトリックス
１４間に形成された着色パターン１５と、このブラック
マトリックス１４と着色パターン１５を覆うように設け
られた透明電極膜１６を備えている。

【００２９】ブラックマトリックス基板１２は、上述の
本発明のブラックマトリックス用ブランクス１をエッチ
ング加工することにより作製したものである。したがっ
て、透明基板１３は上述の透明基板２と同じものであ
り、ブラックマトリックス１４は、第１反射防止膜３、
第２反射防止膜４および遮光膜５からなる積層構造を有
している。本発明のブラックマトリックス用ブランクス
１に対するエッチング加工は、第１反射防止膜３、第２
反射防止膜４および遮光膜５がいずれもニッケルおよび
／またはコバルトを主成分とする化合物ないし混合物か
らなっているので、従来のウエットエッチングにより行
うことができる。

【００３０】着色パターン１５は赤色パターン１５Ｒ、
緑色パターン１５Ｇ、青色パターン１５Ｂからなる。各
着色パターンの配列は、特に限定はなく、モザイク配
列、三角配列、ストライプ配列等、適宜設定することが
できる。

【００３１】透明電極膜１６としては、例えば酸化イン
ジウムスズ（ＩＴＯ）膜を用いることができる。ＩＴＯ
膜は蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法により形
成することができ、厚さは２００〜２０００Å程度が好
ましい。

【００３２】尚、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ１
１の表面平滑化、信頼性の向上、および液晶層への汚染
防止等を目的として、着色パターン１５と透明電極膜１
６との間に保護膜を設けてもよい。このような保護膜
は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂等の透明樹脂、あるいは二酸化ケイ素等の透明無機化
合物等を用いて形成することができる。保護膜の厚さは
０．５〜５０μｍ程度が好ましい。

【００３３】このような液晶ディスプレイ用カラーフィ
ルタ１１は、透明電極膜１６が液晶層側に位置するよう
にして液晶ディスプレイに組み込まれる。そして、各着
色パターン１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが画素を構成し、透
明基板１３（２）側を表示側として、照明光を照射した
状態で各画素に対応する表示電極をオン、オフさせるこ
とで液晶層がシャッタとして作動し、着色パターン１５
Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂのそれぞれの画素を光が透過してカ
ラー表示が行われる。そして、本発明の液晶ディスプレ
イ用カラーフィルタ１１は、本発明のブラックマトリッ
クス用ブランクス１を用いて形成したブラックマトリッ
クス基板１２を使用して着色パターンおよび透明電極膜
を設けたものであので、表示側（透明基板１３（２）
側）の反射率が低く視認性が極めて良好であり、高品質
の画像表示が可能である。

【００３４】

【実施例】次に、具体的な実施例を示して本発明を更に
詳細に説明する。ブラックマトリックス用ブランクスの作製 （試料１） 透明基板として厚み７００μｍのガラス基板（コーニン
グ社製７０５９ガラス、波長４００〜７００ｎｍの領域
での屈折率ｎｓ≒１．５）を準備し、このガラス基板上
にアルゴンガス、二酸化炭素を用いたマグネトロンスパ
ッタリング装置により第１反射防止膜（厚み３５０Å）
を成膜した。次に、この第１反射防止膜上に、アルゴン
ガス、二酸化炭素を用いたマグネトロンスパッタリング
装置により第２反射防止膜（厚み３５０Å）を成膜し
た。さらに、この第２反射防止膜上に、アルゴンガスを
用いたマグネトロンスパッタリング装置により遮光膜
（厚み１０００Å）を成膜してブラックマトリックス用
ブランクス（試料１）を作製した。

【００３５】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料１）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料１）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を下記方法で測定したところ、下記の結果が得ら
れ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２
＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．５≦ｎ１＜１．８） Ｎｉ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｎｉ−Ｍｏ−Ｔｉ合金４０％，Ｏ４０％，Ｎ１７％，Ｃ３％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．８≦ｎ２＜２．３） Ｎｉ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｎｉ−Ｍｏ−Ｔｉ合金５５％，Ｏ８％，Ｎ３５％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．３≦ｎ３＜３．０） Ｎｉ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｎｉ−Ｍｏ−Ｔｉ合金８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ （複素屈折率の測定方法）シリコンウエハ基板上に第１
反射防止膜、第２反射防止膜および遮光膜を各膜ごとに
同様の条件で成膜し、ＳＯＰＲＡ社（仏国）製分光エス
プソメータＭＯＳＳ ＥＳ−４Ｇを用いて測定する。

【００３６】さらに、ブラックマトリックス用ブランク
ス（試料１）のガラス基板側からの反射率を波長４００
〜７００ｎｍの領域で測定したところ９％以下であり、
従来のブラックマトリックス用ブランクスに比べて極め
て低いことが確認された。

【００３７】（反射率の測定方法）反射分光光度計
（（株）日立製作所製３３０型）にて６０ｍｍφ積分球
を用い、レファレンスをアルミニウム蒸着膜として測定
する。尚、測定値はガラス基板面の反射率も含む。 （試料２）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料２）を作製した。

【００３８】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料２）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料２）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．８≦ｎ１＜２．１） Ｃｏ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔｉ合金４５％，Ｏ３５％，Ｎ１７％，Ｃ３％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 ２．１≦ｎ２＜２．４） Ｃｏ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔｉ合金６０％，Ｏ８％，Ｎ３０％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．４≦ｎ３＜３．０） Ｃｏ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔｉ合金８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料２）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ１２％以下であ
り、従来のブラックマトリックス用ブランクスに比べて
極めて低いことが確認された。 （試料３）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料３）を作製した。

【００３９】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料３）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料３）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．６≦ｎ１＜１．９） Ｎｉ−Ｃｏ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔｉ合金４０％，Ｏ３８％，Ｎ１９％，Ｃ３％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．９≦ｎ２＜２．２） Ｎｉ−Ｃｏ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔｉ合金６０％，Ｏ８％，Ｎ３０％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．２≦ｎ３＜３．０） Ｎｉ−Ｃｏ７５％，Ｍｏ１５％，Ｔｉ１０％ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔｉ合金８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料３）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ１０％以下であ
り、従来のブラックマトリックス用ブランクスに比べて
極めて低いことが確認された。 （試料４）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料４）を作製した。

【００４０】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料４）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料４）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．７≦ｎ１＜２．０） Ｎｉ７０％，Ｍｏ３０％ Ｎｉ−Ｍｏ合金４５％，Ｏ３５％，Ｎ１８％，Ｃ２％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 ２．０≦ｎ２＜２．３） Ｎｉ７０％，Ｍｏ３０％ Ｎｉ−Ｍｏ合金６５％，Ｏ１０％，Ｎ２３％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．３≦ｎ３＜３．０） Ｎｉ７０％，Ｍｏ３０％ Ｎｉ−Ｍｏ合金８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料４）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ９％以下であり、
従来のブラックマトリックス用ブランクスに比べて低い
ことが確認された。 （試料５）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料５）を作製した。

【００４１】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料５）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料５）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．８≦ｎ１＜２．１） Ｎｉ８０％，Ｔｉ２０％ Ｎｉ−Ｔｉ合金４５％，Ｏ３５％，Ｎ１８％，Ｃ２％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 ２．１≦ｎ２＜２．４） Ｎｉ８０％，Ｔｉ２０％ Ｎｉ−Ｔｉ合金６０％，Ｏ１０％，Ｎ２９％，Ｃ１％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．４≦ｎ３＜３．０） Ｎｉ８０％，Ｔｉ２０％ Ｎｉ−Ｔｉ合金８７％，Ｏ３％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料５）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ１１％以下であ
り、従来のブラックマトリックス用ブランクスに比べて
低いことが確認された。 （試料６）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料６）を作製した。

【００４２】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料６）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料６）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．８≦ｎ１＜２．１） Ｎｉ５０％，Ｍｏ５０％ Ｎｉ−Ｍｏ合金４５％，Ｏ３５％，Ｎ１７％，Ｃ３％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 ２．１≦ｎ２＜２．４） Ｎｉ５０％，Ｍｏ５０％ Ｎｉ−Ｍｏ合金６５％，Ｏ８％，Ｎ２５％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．４≦ｎ３＜３．０） Ｎｉ５０％，Ｍｏ５０％ Ｎｉ−Ｍｏ合金８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料６）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ１２％以下である
ことが確認された。 （試料７）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料７）を作製した。

【００４３】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料７）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料７）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．９≦ｎ１＜２．２） Ｎｉ７５％，Ｔｉ２５％ Ｎｉ−Ｔｉ合金４５％，Ｏ３３％，Ｎ２０％，Ｃ２％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 ２．２≦ｎ２＜２．４） Ｎｉ７５％，Ｔｉ２５％ Ｎｉ−Ｔｉ合金６０％，Ｏ１０％，Ｎ２８％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．４≦ｎ３＜３．１） Ｎｉ７５％，Ｔｉ２５％ Ｎｉ−Ｔｉ合金８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料７）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ１３％以下である
ことが確認された。 （試料８）アルゴンガスに窒素ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガスを適宜混合した混合ガスを用いたマグネトロン
スパッタリング装置により、第１反射防止膜、第２反射
防止膜および遮光膜を順次積層してブラックマトリック
ス用ブランクス（試料８）を作製した。

【００４４】上記のように作製したブラックマトリック
ス用ブランクス（試料８）の各膜を構成する元素、元素
の原子百分率をオージェ電子分析法により測定したとこ
ろ、下記の結果を得た。また、ブラックマトリックス用
ブランクス（試料８）を構成する各膜の波長４００〜７
００ｎｍの領域での複素屈折率の実数部（ｎ１，ｎ２，
ｎ３）を上記と同様の方法で測定したところ、下記の結
果が得られ、波長４００〜７００ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ
１＜ｎ２＜ｎ３なる関係が成立することが確認された。 ・第１反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．５≦ｎ１＜１．７） Ｎｉ４０％，Ｏ４０％，Ｎ１８％，Ｃ２％ ・第２反射防止膜（複素屈折率の実数部 １．７≦ｎ２＜２．０） Ｎｉ６０％，Ｏ１０％，Ｎ２８％，Ｃ２％ ・遮光膜（複素屈折率の実数部 ２．０≦ｎ３＜２．８） Ｎｉ８５％，Ｏ５％，Ｎ１０％ さらに、ブラックマトリックス用ブランクス（試料８）
のガラス基板側からの反射率を波長４００〜７００ｎｍ
の領域で上記と同様に測定したところ９．５％以下であ
ることが確認された。液晶ディスプレイ用カラーフィルタの作製 上述のように作製した各ブラックマトリックス用ブラン
クス（試料１〜８）の遮光膜上に、フォトレジスト（東
京応化工業（株）製ＯＦＰＲ８００Ｃ）を用いて所定の
パターンで露光、現像してレジストパターンを形成し
た。次いで、下記組成のエッチング液（２３℃）に２．
５分間浸漬してエッチング加工を施しブラックマトリッ
クス基板（試料１〜８）を作製した。

【００４５】 （エッチング液の組成） ・（ＮＨ₄)₂ Ｃｅ（ＮＯ₃)₆ … １６５重量部 ・７０％ＨＣｌＯ₄ … ４３重量部 ・純水 … １０００重量部 上記のように作製したブラックマトリックス基板（試料
１〜８）に着色パターンを以下のように形成した。ま
ず、赤色顔料が分散された赤色感光性樹脂を１．２μｍ
厚に塗布し、７０℃、３０分間の条件で乾燥した後、所
定のマスクを介して露光し、水によるスプレー現像を行
い、１５０℃、３０分間の条件で加熱硬化させて、赤色
パターンを形成すべき領域のみに赤色パターンを形成し
た。次に、同様にして、緑色パターンを形成すべき領域
のみに緑色パターンを形成し、さらに、青色パターンを
形成すべき領域のみに青色パターンを形成して、着色パ
ターンを形成した。

【００４６】次いで、着色パターンおよびブラックマト
リックスを覆うようにスパッタリング法により酸化イン
ジウムスズ（ＩＴＯ）膜（厚み１５００Å）を透明電極
膜として形成して液晶ディスプレイ用カラーフィルタ
（試料１〜８）を得た。

【００４７】このようにして作製した液晶ディスプレイ
用カラーフィルタ（試料１〜８）を用いてカラー液晶デ
ィスプレイを作製して表示品質を観察した結果、ブラッ
クマトリックス用ブランクス（試料１〜５）を用いて作
製したカラー液晶ディスプレイは、表示側（透明基板
側）の反射率が低く視認性に優れ、表示画像が高品質な
ものであった。

【００４８】これに対して、ブラックマトリックス用ブ
ランクス（試料６、７、８）を用いて作製したカラー液
晶ディスプレイは、エッチング加工不良によりブラック
マトリックスの解像度が悪く、実用に供し得ないもので
あった。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば透
明基板の一方の面に、ニッケルおよび／またはコバルト
を主成分とする化合物ないし混合物からなる半透明性を
有する膜である第１反射防止膜と第２反射防止膜をこの
順に積層し、第２反射防止膜上にニッケルおよび／また
はコバルトを主成分とする化合物ないし混合物からなる
遮光性を有する膜である遮光膜を形成し、かつ、透明基
板の屈折率ｎｓ、第１反射防止膜の複素屈折率の実数部
ｎ１、第２反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ２、遮光
膜の複素屈折率の実数部ｎ３がほぼ可視光全領域でｎｓ
＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係となるようにしてブラック
マトリックス用ブランクスとするので、透明基板側から
入射する光の反射率が低いものとなり、また、第１反射
防止膜、第２反射防止膜、および、遮光膜はいずれもク
ロムを主成分としていなので、ブラックマトリックス形
成時のエッチング工程で生じた廃液中に混入する６価ク
ロムの処理を不要とすることができ、さらに、第１反射
防止膜、第２反射防止膜および遮光膜は、スパッタリン
グ法等の従来の成膜方法が使用でき、かつ、ブラックマ
トリックス形成をウエットエッチングで行うことが可能
であり、従来の製造工程の使用を可能とする。また、本
発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、このよう
な本発明のブラックマトリックス用ブランクスを用いて
形成したブラックマトリックス基板を使用して着色パタ
ーンおよび透明電極膜を設けたものであり、表示側（透
明基板側）の反射率が低いことにより視認性が極めて良
好なものとなり、高品質の画像表示が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラックマトリックス用ブランクスの
一例を示す概略断面図である。

【図２】本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの
一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１…ブラックマトリックス用ブランクス ２…透明基板 ３…第１反射防止膜 ４…第２反射防止膜 ５…遮光膜 １１…液晶ディスプレイ用カラーフィルタ １２…ブラックマトリックス基板 １３…透明基板 １４…ブラックマトリックス １５（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）…着色パターン １６…透明電極膜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、該透明基板の一方の面に順
   次積層された第１反射防止膜、第２反射防止膜および遮
   光膜とを少なくとも備え、前記第１反射防止膜および第
   ２反射防止膜はニッケルおよび／またはコバルトを主成
   分とする化合物ないし混合物からなる半透明性を有する
   膜であり、前記遮光膜はニッケルおよび／またはコバル
   トを主成分とする化合物ないし混合物からなる遮光性を
   有する膜であり、前記透明基板の屈折率ｎｓ、前記第１
   反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ１、前記第２反射防
   止膜の複素屈折率の実数部ｎ２、前記遮光膜の複素屈折
   率の実数部ｎ３が、ほぼ可視光全領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ
   ２＜ｎ３なる関係を有することを特徴とするブラックマ
   トリックス用ブランクス。
2. 【請求項２】 前記ニッケルを主成分とする化合物ない
   し混合物は、第２元素としてモリブデン，タングステ
   ン，銅，アルミニウム，タンタル，ジルコニウム，コバ
   ルトからなる群から選ばれた１種以上の元素を原子百分
   率０〜４０％の範囲内で含有し、第３元素としてチタン
   を原子百分率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２
   元素と第３元素の少なくとも１種を必ず含有するもので
   あり、 前記コバルトを主成分とする化合物ないし混合物は、第
   ２元素としてモリブデン，タングステン，銅，アルミニ
   ウム，タンタル，ジルコニウム，ニッケルからなる群か
   ら選ばれた１種以上の元素を原子百分率０〜４０％の範
   囲内で含有し、第３元素としてチタンを原子百分率０〜
   ２０％の範囲内で含有し、かつ、第２元素と第３元素の
   少なくとも１種を必ず含有するものであり、 前記ニッケルおよびコバルトを主成分とする化合物ない
   し混合物は、第２元素としてモリブデン，タングステ
   ン，銅，アルミニウム，タンタル，ジルコニウムからな
   る群から選ばれた１種以上の元素を原子百分率０〜４０
   ％の範囲内で含有し、第３元素としてチタンを原子百分
   率０〜２０％の範囲内で含有し、かつ、第２元素と第３
   元素の少なくとも１種を必ず含有するものであることを
   特徴とする請求項１に記載のブラックマトリックス用ブ
   ランクス。
3. 【請求項３】 可視光領域の少なくとも波長４００〜７
   ００ｎｍの領域で前記ｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係
   が成立することを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載のブラックマトリックス用ブランクス。
4. 【請求項４】 前記第１反射防止膜は、ニッケルおよび
   ／またはコバルトを主成分とする化合物ないし混合物を
   原子百分率３０〜５０％の範囲で含有するとともに、さ
   らに、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭
   素の各組み合わせからなる群から選ばれた１組の元素を
   含有し、前記第２反射防止膜は、ニッケルおよび／また
   はコバルトを主成分とする化合物ないし混合物を原子百
   分率４５〜６５％の範囲で含有するとともに、さらに、
   酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素の各
   組み合わせからなる群から選ばれた１組の元素を含有す
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに
   記載のブラックマトリックス用ブランクス。
5. 【請求項５】 前記遮光膜は、ニッケルおよび／または
   コバルトを主成分とする化合物ないし混合物を原子百分
   率６０〜１００％の範囲で含有するとともに、さらに、
   酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素の各
   組み合わせからなる群から選ばれた１組の元素を含有す
   ることを特徴とする請求項４に記載のブラックマトリッ
   クス用ブランクス。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
   のブラックマトリックス用ブランクスを用いて形成した
   ブラックマトリックス基板を使用して着色パターンおよ
   び透明電極膜とを設けたことを特徴とする液晶ディスプ
   レイ用カラーフィルタ。